鹼土金屬
鹼土金屬指ⅡA族的所有元素,總計鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣( Ca)、鍶( Sr)、鋇( Ba)、鐳( Ra)、*( ubn)七種,鹼土金屬在自然界均有存在,前五種含量相對較多,鐳為放射性元素,由瑪麗·居里( M.Curie)和皮埃爾·居里( P.Curie)在瀝青礦中發現。
鹼土金屬中除鈹外都是典型的金屬元素,氧化態為+2,其單質為灰色至銀白色金屬,硬度比鹼金屬略大,導電、導熱能力好,容易同空氣中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳作用,在表面形成氧化物和碳酸鹽,失去光澤。鹼土金屬的氧化物熔點較高,氫氧化物顯較強的鹼性(氫氧化鈹顯兩性),其鹽類中除鈹外,皆為離子晶體,但溶解度較小。在自然界中,鹼土金屬都以化合物的形式存在,鈣、鍶、鋇可用焰色反應鑑別。由於它們的性質很活潑,一般的只能用電解方法製取。而ⅡA族元素之所以被稱為鹼土金屬,則是因為ⅡA族元素首先同IA族元素都具有較強的活動性,且對應的氫氧化合物的水溶液也呈強鹼性,但是這些氫氧化合物的溶解度一般較小或不溶於水,故稱為鹼土金屬。
溶解性
大多數鹼土金屬鹽類為無色的離子晶體。在鹼土金屬鹽類中,有一部分難溶於水,這是它們區別於鹼金屬鹽類的特點之一。
鹼土金屬的硝酸鹽、氯酸鹽、髙氯酸鹽和醋酸鹽等易溶於水;鹼土金屬的鹵化物(除氟化物外)也易溶於水;鹼土金屬的碳酸鹽、磷酸鹽和草酸鹽等都難溶於水。鹼土金屬的硫酸鹽和鉻酸鹽的溶解度差別較大,硫酸鋇和鉻酸鋇難溶於水,而硫酸鎂,鉻酸鎂等易溶於水。鈣 、鍶 、鋇的硫酸鹽在濃硫酸中發生反應而使溶解度增大。 因此,在濃硫酸溶液中不能使鈣離子、鍶離子和鋇離子沉澱完全。向難溶於水的鹼土金屬碳酸鹽的懸浮液中通入過量的二氧化碳,鹼土金屬碳酸鹽形成可溶性的碳酸氫鹽而溶解。鹼土金屬的碳酸鹽、草酸鹽、鉻酸鹽、磷酸鹽等,均能溶於強酸溶液(如鹽酸)中。因此,要使這些難溶鹼土金屬鹽沉澱完全,應控制溶液pH為中性或微鹼性。
穩定性
除碳酸鈹外,鹼土金屬的碳酸鹽在常溫下是穩定的,只有在強熱的條件下,才能分解為相應的氧化物和二氧化碳。鹼土金屬的碳酸鹽按碳酸鈹、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇順序,熱穩定性依次遞增,這是由於鹼土金屬離子的半徑按鈹、鎂、 鈣、鍶、鋇順序逐漸增大的緣故。鹼土金屬的鹵化物除了氟化物外,一般易溶於水。它們的水合物,如水合氯化鈹和水合氯化鎂加熱時發生分解。 所以要使六水和氯化鎂脫水而不水解,需要在溫度低於773K 和 HCI氣流的保護下加熱。
套用
氯化鈣可用作製冷劑,按質量比7:5 將六水和氯化鈣與冰水混合,可獲得218 K 的低溫。無水氯化鈣是工業生產和實驗室中常用的乾燥劑之一。氯化鋇是最重要的可溶性鋇鹽,是製備各種鋇鹽的原料。可溶性鋇鹽對人、畜皆有毒,對人的致死劑量為0.8 g,使用時切忌人口。
在醫藥中的套用
硫酸鎂
七水合硫酸鎂為無色晶體,無臭,味苦鹹,在空氣中風化 ,易溶於水,難溶於乙醇。硫酸鎂用作瀉藥和利膽藥,內服作為瀉劑,注射時用作抗驚厥藥。硫酸鎂製劑為硫酸鎂注射液。
氯化鈣
二水合氧化鈣為白色晶體,無臭,味微苦,極易潮解,極易溶於水,易溶於乙醇。氯化鈣為補鈣藥,可用於治療鈣缺乏症,如抽搐、佝僂病、骨骼和牙齒髮育不良等,也用作抗過敏性藥和消炎藥。本品刺激性大,不作口服,常用於靜脈注射,不可皮下或肌肉注射,以免引起組織壞死。氯化鈣製劑為氯化鈣注射液。
乾燥硫酸鈣
乾燥硫酸鈣為白色細粒,能緩慢吸收水分成細小顆粒,並失去固結性,無臭,無味,微溶於水,不溶於乙醇,溶於稀鹽酸。乾燥硫酸鈣為骨科用固定劑,可用作石奔繃帶,還可用作撒布劑和脫水劑。
硫酸鋇
硫酸鋇為白色疏鬆的細粉,無臭,無味,不溶於水和有機溶劑,也不溶於稀酸和稀鹼溶液。硫酸鋇為診斷用藥,主要作腸胃道的X射線造影劑。硫酸鋇製劑有硫酸鋇(I 型)乾混懸劑和硫酸鋇(D 型)乾混懸劑。